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Questions sur les ondes électromagnétiques.
Bonjour,
Pendant la révision des ondes électromagnétiques j'ai trouvé quelques difficultés dans la compréhension de certaines notions. J'espère que vous pourrez m'aider afin que je puisse avancer.
1) Je comprends mal la notion de vitesse de phase. Je sais qu'elle n'a pas de réalité physique puisqu'elle reprèsente la vitesse d'une OPPM. J'avais lu quelque part qu'il y'a des vitesses infinies, par exemple une information du premier wagon au dernier dans un train pour qu'ils se mettent tous en mouvement au même instant. Bien sûr, l'information n'a pas de réalité physique, mais je ne comprends pas bien cet exemple.
2) J'ai une ambiguité concernant l'effet de peau et l'onde transmise. Je sais que l'onde incidente excite les électrons de la surface, qui d'après la loi de Larmor, rayonnent des ondes électromagnetiques. Seulement ces ondes rayonnées, se propagent à l'extérieur du conducteur, et en s'ajoutant à l'onde incidente on a une onde totale stationnaire. Je trouve du mal dans l'autre sens, est-ce que c'est l'onde rayonnée à l'intérieur du conducteur qui subit l'effet de peau, ou a-t-on une partie de l'onde incidente qui est transmise + l'onde rayonnée qui donnent une onde transmise totale et c'est elle qui connait l'effet de peau ( dans le cas d'un conducteut parfait, on n'aura pas d'onde transmise ).
3) Dans le cas de la propagation dans le plasma avec un vecteur d'onde purement imaginaire ( le cas où on obtient une onde evanescente ) on trouve grâce aux relations de structure qu'il y'a un a déphasage entre le champ magnetique et le champ électrique. Ce qui n'est pas le cas quand k est réel ( le cas de propagatation ). On trouve aussi dans un cas général dans les conducteurs que k est complexe, ainsi il y'a aussi un déphasage entre ces deux champs. J'aimerai savoir s'il y'a une explication physique de ce phénomène.
J'espère que vous pourrez m'aider afin d'assimiler ces notions des ondes électromagnétiques.
Merci d'avance pour toute aide.
Bonjour
Vastes sujets ! Juste quelques éléments de réflexion sans prétendre faire le tour de sujets aussi vastes et complexes.
1° : la vitesse de phase (
/k) représente la vitesse de propagation de la phase. C'est vrai que son sens physique est moins important que celui de la vitesse de groupe (d/dk) qui représente la vitesse de propagation de l'énergie. A ma connaissance, il n'existe pas de vitesse de groupe supérieure à c. Je ne vois pas vraiment comment transmettre de l'information "plus vite que la lumière"...
2° L'application des équations de Maxwell à une onde se propageant dans le conducteur, montre qu'une telle onde possède une amplitude qui décroît exponentiellement avec la profondeur. Un bilan de puissance montre que la puissance incidente reçue par le conducteur et fournie par l'onde incidente est la somme de deux termes : la puissance réfléchie due à l'onde réfléchie et la puissance consommée par effet Joule par le conducteur. Dans le cas limite du conducteur de conductivité infinie, le courant n'est que surfacique (pas d'effet Joule) l'onde réfléchie a même amplitude que l'onde incidente.
3° pour la propagation dans les plasmas, je trouve cette étude assez bien adaptée au niveau math spé.
Bonsoir,
Je vous remercie pour vos réponses. Je pense que l'exemple de la première question n'était pas correct. Peut être insinuaient-ils que quand le train se met en marche il y'a une information qui atteint tous les wagons pour se mettre en marche au même instant ( ce qui n'est pas réel car il y'a un temps avec que les autres wagons ne se mettent en mouvement je pense ) .
Pour ce qui est du conducteur j'ai bien compris la partie " Avant " conducteur, je suis perplexe à propos de la partie " Après " . Cette onde qui ne pénètre par dans le conducteur, est-elle la superposition d'une partie de l'onde incidente et de l'onde rayonnée par les charges de la surface ?
Merci d'avance
Si je comprends bien : tu te demandes s'il faut considérer l'onde électromagnétique amortie dans le métal comme la superposition de deux ondes : une transmise et venant de l'extérieur et une créée par les charges en mouvement du conducteur.
En pratique, on s'intéresse à l'existence d'une onde dans le métal, cette onde devant vérifier les équations de Maxwell valides dans le conducteur. L'équation de Maxwell-Ampère prends bien en compte l'existence d'une densité de courant ; l'onde dans le métal tient compte des interactions entre les électrons de conduction du métal et les champs électromagnétiques qui se propagent. Les conditions aux limites à l'interface air-métal prends en compte les caractéristiques de l'onde incidente. Bref : on fait une étude globale d'une onde dans le métal mais les propriétés de cette onde dépendent à la fois des courants dans le métal et de l'onde incidente.
Pour le bilan de puissance : voir mon message précédent.
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